-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung geht aus von einem Magnetventil für ein Fluidaggregat nach der
Gattung des unabhängigen
Patentanspruchs 1.
-
Ein
herkömmliches
Magnetventil, insbesondere für
ein Fluidaggregat, das beispielsweise in einem Antiblockiersystem
(ABS) oder einem Antriebsschlupfregelsystem (ASR-System) oder einem elektronischen Stabilitätsprogrammsystem
(ESP-System) eingesetzt wird, ist in 1 dargestellt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das
herkömmliche
Magnetventil 1 eine Führungshülse 3,
einen darin befestigen Ventilkörper 6,
in dem ein Ventilsitz 6.1 ausgebildet ist, einen in der
Führungshülse 3 längsbeweglich
geführten
Anker 4, der einen Schließkörper 5 mit einem Dichtkugelabschnitt 5.1 aufweist
und zum Öffnen
und/oder Schließen
einer Zuströmbohrung
und zur Einstellung eines Fluiddurchflusses mit dem Ventilsitz 6.1 zusammenwirkt,
und eine Magnetbaugruppe 7, die einen Gehäusemantel 7.1 und
einen mit einer Spulenwicklung 7.2 bewickelten Wicklungsträger 7.3 und
einen mit der Führungshülse 3 über eine Dichtschweißung 3.1 verbundenen
Polkern 2 umfasst, und eine Magnetkraft erzeugt, die den
längsbeweglichen
Anker 4 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 8 gegen
den Polkern 2 bewegt. Die auf den Wicklungsträger 7.3 gewickelte
Spulenwicklung 7.2 bildet eine elektrische Spule, die über elektrische
Anschlüsse 7.4 ansteuerbar
ist. Der Anker 4 leitet den von der Magnetbaugruppe 7 über eine
Abdeckplatte 7.5 eingeleiteten Magnetfluss axial über einen Luftspalt 2.1 in
Richtung Polkern 2. Durch Bestromung der Spulenwicklung 7.2 über die
elektrischen Anschlüsse 7.4 und
den dadurch erzeugten Magnetfluss wird der Anker 4 entgegen
der Kraft der Rückstellfeder 8 gegen
den Polkern 2 bewegt. Das Magnetventil 1 ist über eine
Ventilbuchse 9 in einem Verstemmbereich 9.1 mit
dem Fluidaggregat 100 ver stemmt, wobei die nicht magnetische
Ventilhülse 3 einen
magnetischen Kurzschluss verhindert und das Ventiloberteil und das
Ventilunterteil verbindet.
-
In
der Offenlegungsschrift
DE
198 02 464 A1 wird ein hydraulisches magnetbetätigtes Sitzventil insbesondere
für Bremsanlagen
von Kraftfahrzeugen beschrieben. Das beschriebene Ventil umfasst
eine Führungshülse, einen
teilweise in die Führungshülse eingeführten Polkern,
der über
eine erste Dichtschweißung
mit einem Ende der Führungshülse verbunden
ist, eine Magnetbaugruppe, einen in der Führungshülse längsbeweglichen Anker, der einen Schließkörper aufweist,
und einen Ventilkörper,
der mit dem anderen Ende der Führungshülse verbunden
ist und einen mit dem Schließkörper zusammenwirkenden
Ventilsitz aufweist, wobei das Magnetventil über eine Ventilbuchse im Fluidaggregat
befestigt ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Das
erfindungsgemäße Magnetventil
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass ein Ventilunterteil vorhanden ist, dessen oberes
Teil als Ventilbuchse ausgebildet ist und dessen unteres Teil als
Ventilkörper
ausgebildet ist, das über
das Ventilbuchsenteil mit der Führungshülse verbunden
ist, d.h. der Ventilkörper
und die Ventilbuchse werden zum Ventilunterteil vereint. Zusätzlich umfasst
das erfindungsgemäße Magnetventil
eine Führungshülse, einen
teilweise in die Führungshülse eingeführten Polkern,
der über eine
erste Dichtschweißung
mit einem Ende der Führungshülse verbunden
ist. In das andere Ende der Führungshülse ist
das Ventilbuchsenteil teilweise eingeführt und über eine zweite Dichtschweißung mit der
Führungshülse verbunden. Über das
Ventilbuchsenteil ist das Magnetventil im Fluidaggregat befestigt
ist. Zudem umfasst das erfindungsgemäße Magnetventil eine Magnetbaugruppe
und einen in der Führungshülse längsbeweglichen
Anker mit einem Schließkörper, der
mit einem Ventilsitz im Ventilkörperteil
zusammenwirkt. Der Anker leitet einen von der Magnetbaugruppe über eine
Abdeckplatte eingeleiteten Magnetfluss axial über einen Luftspalt in Richtung
Polkern, wobei der Anker durch den von der Magnetbaugruppe erzeugten
Magnetfluss entgegen der Kraft einer Rückstellfeder gegen den Polkern
bewegt wird.
-
Das
erfindungsgemäße Ventilunterteil übernimmt
somit die Funktion des herkömmlichen
Ventilkörpers,
d.h. das Ventilunterteil lenkt das Fluid um und umfasst den Ventilsitz,
die Funktion der Ventilbuchse, d.h. über das Ventilunterteil wird
das Magnetventil im Fluidaggregat befestigt, und die Abdichtfunktion.
Durch das erfindungsgemäße Ventilunterteil kann
in vorteilhafter Weise ein Bauteil, nämlich die Ventilbuchse, eingespart
werden. Zudem ergibt sich für
die Führungshülse eine
einfachere geometrische Form, so dass auch der Herstellungsprozess
der Führungshülse vereinfacht
und kostengünstiger
umgesetzt werden kann. Die bei dem herkömmlichen Magnetventil erforderliche
Bördelung
der Ventilhülse zur
Verbindung mit dem Ventilkörper
entfällt.
Augrund des Wegfalls von Einzelteiltoleranzen von Ventilbuchse und
teilweise auch von der Ventilhülse
verbessern sich die radialen Rundlauftoleranzen. Zudem entfällt die
Dichtverpressung zwischen Ventilkörper und Ventilhülse, die
durch eine Dichtverschweißung
des Ventilbuchsenteils mit der Ventilhülse ersetzt wird.
-
Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch
angegebenen Magnetventils möglich.
-
Besonders
vorteilhaft ist, dass das Ventilunterteil als Formteil ausgeführt ist,
das mit einem MIM-Verfahren (Metal Injection Molding) hergestellt ist.
Aufgrund der spritztechnisch ähnlichen
Gestaltungsmöglichkeiten
des MIM-Verfahrens (Metal Injection Molding) kann die komplexe Geometrie
des Ventilunterteils einfach hergestellt werden.
-
In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils
wird die Führungshülse vor
dem Dichtschweißen
in das Ventilbuchsenteil des Ventilunterteils eingepresst, wobei
die Ventilhülse
mittels eines Lasers mit dem Ventilunterteil verschweißt wird.
Der weitere Zusammenbau des Magnetventils, wie der Einbau des Ankers,
des Polkerns usw. die Hubeinstellung und das Verstemmen des Magnetventils
in das Fluidaggregat entspricht der bisherigen Vorgehensweise, wobei
das Ventilunterteil über
das Ventilbuchsenteil im Fluidaggregat verstemmt ist.
-
In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils wird ein
von der Magnetbaugruppe erzeugter Magnetfluss über eine Abdeckplatte und einen Überlappungsbereich
zwischen Führungshülse und
Ventilbuchsenteil zum Anker geleitet. So sind der Überlappungsbereich
und die zweite Dichtschweißung
zwischen Führungshülse und
Ventilbuchsenteil beispielsweise außerhalb des Verstemmbereichs
des Magnetventils mit dem Fluidaggregat angeordnet. Da die nicht
magnetische Führungshülse den
beweglichen An ker und das Ventilbuchsenteil nur im Überlappungsbereich
trennt, ergibt sich in vorteilhafter Weise ein verbesserter magnetischer Übergang
zwischen dem Ventilbuchsenteil und dem beweglichen Anker, wodurch
die Magnetkraft erhöht
werden kann.
-
Alternativ
sind der Überlappungsbereich
und die zweite Dichtschweißung
zwischen Führungshülse und
Ventilbuchsenteil im Verstemmbereich des Magnetventils mit dem Fluidaggregat
angeordnet. Der von der Magnetbaugruppe erzeugte Magnetfluss wird
beispielsweise über
die Abdeckplatte zum Anker geleitet. Diese alternative Ausführungsform
ermöglicht
in vorteilhafter Weise eine kompaktere Bauform des Ventilunterteils
und ermöglich
zudem die Verwendung von vorhandenen Montageeinrichtungen für den Verstemmprozess
mit dem Fluidaggregat.
-
Vorteilhafte,
nachfolgend beschriebene Ausführungsformen
der Erfindung sowie das zu deren besserem Verständnis oben erläuterte,
herkömmliche
Ausführungsbeispiel
sind in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen bezeichnen
gleiche Bezugszeichen Elemente bzw. Komponenten, welche gleiche
bzw. analoge Funktionen ausführen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Magnetventils für ein Fluidaggregat.
-
2 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Magnetventils.
-
3 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Magnetventils.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 2 ein erstes
Ausführungsbeispiel
bzw. unter Bezugnahme auf 3 ein zweites
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Magnetventils
beschrieben.
-
Das
erste bzw. zweite Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Magnetventils
umfassen jeweils analog zum herkömmlichen
Magnetventil 1 gemäß 1 eine
Führungshülse 13 bzw. 23,
einen teilweise in die Führungshülse 13 bzw. 23 eingeführten Polkern 2,
der über
eine erste Dichtschweißung 3.1 mit
einem Ende der Führungshülse 13 bzw. 23 verbunden
ist, eine Magnetbaugruppe 7 bzw. 27, die jeweils
einen Gehäusemantel 7.1 und
einen mit einer Spulenwicklung 7.2 bewickelten Wicklungsträger 7.3 umfasst,
und einen in der Führungshülse 13 bzw. 23 längsbeweglichen
Anker 4, der einen Schließkörper 5 mit einem Dichtkugelabschnitt 5.1 aufweist.
-
Wie
aus 2 bzw. 3 ersichtlich ist, weisen das
erste und zweite Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Magnetventils 10 bzw. 20,
im Gegensatz zum herkömmlichen
Magnetventil 1 gemäß 1,
jeweils ein Ventilunterteil 11 bzw. 21 auf, dessen
oberes Teil als Ventilbuchse 11.1 bzw. 21.1 ausgebildet
ist und dessen unteres Teil als Ventilkörper 11.2 bzw. 21.2 ausgebildet
ist, das einen mit dem Schließkörper 5 zusammenwirkenden
Ventilsitz 11.3 bzw. 21.3 umfasst. Das Ventilunterteil 11 bzw. 21 übernimmt
somit die Funktion des herkömmlichen Ventilkörpers 6 aus 1,
d.h. das Ventilunterteil 11 bzw. 21 lenkt das
Fluid um und umfasst den Ventilsitz 11.3 bzw. 21.3,
und die Funktion der herkömmlichen Ventilbuchse 9 aus 1,
d.h. über
das Ventilunterteil 11 bzw. 21 wird das Magnetventil 10 bzw. 20 in
einem Verstemmbereich 9.1 mit dem Fluidaggregat 100 verstemmt.
-
Das
Ventilunterteil 11, 21 ist vorzugsweise als Formteil
mit einem MIM-Verfahren (Metal Injection Molding) hergestellt, da
mit dem MIM-Verfahren (Metal Injection Molding) die komplexe Geometrie des
Ventilunterteils einfach hergestellt werden kann. Das Ventilbuchsenteil 11.1 bzw. 21.1 ist
jeweils teilweise in das andere Ende der Führungshülse 13 bzw. 23 eingeführt, so
dass ein Überlappungsbereich
entsteht, und über
eine zweite Dichtschweißung 13.1 bzw. 23.1 mit
der Führungshülse 13 bzw. 23 verbunden,
so dass das Ventilkörperteil 11.2 bzw. 21.2 über das
Ventilbuchsenteil 11.1 bzw. 21.1 mit der Führungshülse 13 bzw. 23 fluiddicht
verbunden ist, wobei die Führungshülse 13 bzw. 23 vor
dem Dichtschweißen
in das Ventilbuchsenteil 11.1 bzw. 21.1 des jeweiligen
Ventilunterteils 11 bzw. 21 eingepresst wird.
-
Zum Öffnen und/oder
Schließen
einer Zuströmbohrung
und somit zur Einstellung eines Fluiddurchflusses wirkt der beispielsweise
als Hohlkegel ausgebildete Ventilsitz 11.3 bzw. 21.3 jeweils
mit dem Dichtkugelabschnitt 5.1 des Schließkörpers 5 des
in der Füh rungshülse 13 bzw. 23 längsbeweglich
geführten
Ankers 4 zusammen. Die auf den Wicklungsträger 7.3 gewickelte
Spulenwicklung 7.2 bildet eine elektrische Spule, die über elektrische
Anschlüsse 7.4 ansteuerbar
ist. Der Anker 4 leitet den von der Magnetbaugruppe 7 über eine
Abdeckplatte 7.5 eingeleiteten Magnetfluss axial über einen
Luftspalt 2.1 in Richtung Polkern 2. Durch Bestromung
der Spulenwicklung 7.2 über
die elektrischen Anschlüsse 7.4 und
den dadurch erzeugten Magnetfluss wird der Anker 4 entgegen
der Kraft der Rückstellfeder 8 gegen den
Polkern 2 bewegt, so dass ein gewünschter Fluiddurchfluss eingestellt
werden kann..
-
Wie
weiter aus 2 ersichtlich ist, ist beim ersten
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Magnetventils 10 der Überlappungsbereich
und die zweite Dichtschweißung 13.1 zwischen
Führungshülse 13 und
Ventilbuchsenteil 11.1 außerhalb des Verstemmbereichs 9.1 mit
dem Fluidaggregat 100 angeordnet und ein von der Magnetbaugruppe 7 erzeugter Magnetfluss
wird über
eine Abdeckplatte 7.5 und den Überlappungsbereich zwischen
Führungshülse 13 und
Ventilbuchsenteil 11.1 zum Anker 4 geleitet. Da die
nicht magnetische Führungshülse 13 den
beweglichen Anker 4 und den Ventilbuchsenteil 11.1 nur
im Überlappungsbereich
trennt, ergibt sich in vorteilhafter Weise ein verbesserter magnetischer Übergang zwischen
dem Ventilbuchsenteil 11.1 und dem beweglichen Anker 4,
wodurch die Magnetkraft erhöht werden
kann.
-
Wie
weiter aus 3 ersichtlich ist, ist beim zweiten
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Magnetventils 20 der Überlappungsbereich
und die zweite Dichtschweißung 23.1 zwischen
Führungshülse 23 und
Ventilbuchsenteil 21.1 im Verstemmbereich 9.1 mit
dem Fluidaggregat 100 angeordnet und ein von der Magnetbaugruppe 27 erzeugter
Magnetfluss wird über
die Abdeckplatte 27.5 und durch die Führungshülse 23 zum Anker 4 geleitet. Diese
alternative Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Magnetventils 20 ermöglicht in
vorteilhafter Weise eine kompaktere Bauform des Ventilunterteils 21 und
ermöglich
zudem die Verwendung von vorhandenen Montageeinrichtungen für den Verstemmprozess
mit dem Fluidaggregat 100.
-
Gemäß dem erfindungsgemäßen Magnetventil
werden der Ventilkörper
und die Ventilbuchse zum Ventilunterteil vereint, so dass die geometrische Form
der Führungshülse und
damit der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann, wodurch eine
kostengünstigere
Umsetzung möglich
ist. Zudem verbessert sich die radiale Rundlauftoleranz, da Einzelteiltoleranzen
von Ventilbuchse und teilweise auch von der Führungshülse entfallen.
-
Das
erfindungsgemäße Magnetventil
für ein Fluidaggregat,
kann beispielsweise in einem Antiblockiersystem (ABS) oder einem
Antriebsschlupfregelsystem (ASR-System) oder einem elektronischen Stabilitätsprogrammsystem
(ESP-System) eingesetzt werden.